计算机网络的定义是什么:将分布在不同地理位置、具备独立功能的多台计算机,通过通信设备与传输介质连接,配套网络协议实现数据交换和资源共享的系统,适用场景包含企业办公局域网、家庭宽带网络,不适用于单独一台脱离链路的计算机,也不适用于仅硬件连通但无协议交互的线路。这套系统核心能力分为两点,一是设备间传递数字信息,二是共享硬件、软件、数据资源,你判断一个系统是不是计算机网络,就看是否同时满足独立主机、物理连通、协议通信三个条件,缺少任意一项都不能算作计算机网络。
计算机网络的组成要素
计算机网络由主机、通信子网、协议三大部分构成。主机就是具备独立运算能力的终端设备,台式机、服务器、手机都属于主机,每台主机可以独立工作,不会因为其他设备下线而直接瘫痪。通信子网负责传输信号,包含路由器、交换机、光纤、网线等硬件,负责把数据从一台设备转发到另一台。协议是设备之间沟通的规则,TCP/IP协议簇是互联网最常用的一套规则,设备只有遵守相同协议,才能读懂对方发出的数据。
协议,是网络运行的底层规则。
协议会规定数据的打包格式、传输顺序、差错校验方式,不同设备厂商生产的硬件,只要遵循同一套协议,就可以互通。没有统一协议,就算网线把两台电脑物理连在一起,设备之间也无法识别对方发送的信号,只能形成物理线路,无法形成可用的计算机网络。TCP/IP协议簇分为四层,从下到上依次是网络接口层、网际层、传输层、应用层,网页浏览、文件下载等业务都依托这四层分工完成。
计算机网络的分类方式
| 网络类型 | 覆盖范围 | 典型实例 | 传输特点 |
|---|---|---|---|
| 局域网 | 几十米至几公里 | 办公室内网、校园机房 | 速率高,延迟低 |
| 城域网 | 城市范围 | 城市运营商骨干网络 | 覆盖广,速率中等 |
| 广域网 | 跨城市、跨国 | 互联网主干网 | 距离远,延迟偏高 |
局域网一般用于单一建筑或者园区内部,建设成本较低,运维简单,多数由单位自行管理。城域网连接一座城市内多个区域,通常由通信运营商搭建维护。广域网跨越远距离地理区域,依靠运营商的长途通信线路互联,我们日常访问互联网本质上就是接入全球规模的广域网。区分网络类型最直观的指标就是地理覆盖范围,同时覆盖范围也会直接影响网络延迟与建设成本。
计算机网络的核心功能
资源共享是计算机网络最核心的价值,分为硬件共享、软件共享、数据共享三类。硬件共享可以让多台主机共用一台打印机或者大容量存储服务器,减少硬件重复采购的开销。软件共享支持用户调用远端服务器上的程序,不用在本地完整安装软件。数据共享可以让不同终端读取同一套业务数据,云文档就是典型的数据共享应用。
数据通信是计算机网络最基础的能力,也就是主机之间传递数字信息。网页访问、微信消息、视频通话,本质都是数据通信。数据通信会对传输的信息做拆分打包,分段在网络中传递,到达目标主机后再重新组装还原,出现丢包时协议会自动检测,部分场景下发起重传,保障信息完整交付。
分布式处理是计算机网络的拓展能力,把一个大型计算任务拆分,分配给网络内多台计算机协同运算。大型渲染、大数据分析场景经常使用这种模式,单台计算机算力不足时,可以借助网络调用多台主机并行工作,缩短任务处理耗时。该能力对网络带宽稳定性要求较高,网络抖动较大时,整体任务执行效率会明显下降。
该定义的适用边界是,计算机网络中的每一台主机必须拥有独立自治能力。如果一台设备本身没有独立操作系统,只能单纯转发信号,例如普通交换机,不能算作主机,只能作为通信子网部件。像早期多终端共用一台主机的分时终端系统,终端本身不具备独立运算能力,不属于计算机网络,这是区分计算机网络和老式终端系统的关键判定点。